वेगवेगळ्या सामग्रीची प्रतिकारशक्ती वेगळी का असते

वायरमधून वाहणाऱ्या विद्युत प्रवाहाचे प्रमाण त्याच्या टोकावरील व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात असते. याचा अर्थ वायरच्या टोकाला जितका जास्त व्होल्टेज असेल तितका त्या वायरमधला करंट जास्त. परंतु वेगवेगळ्या सामग्रीपासून बनवलेल्या वेगवेगळ्या तारांवर समान व्होल्टेजसाठी, विद्युत प्रवाह भिन्न असेल. म्हणजेच, जर वेगवेगळ्या तारांवरील व्होल्टेज सारखेच वाढले, तर वर्तमान शक्तीमध्ये वाढ वेगवेगळ्या तारांमध्ये वेगवेगळ्या प्रकारे होईल आणि हे विशिष्ट वायरच्या गुणधर्मांवर अवलंबून असते.

प्रत्येक वायरसाठी, लागू केलेल्या व्होल्टेजवरील वर्तमान मूल्याचे अवलंबन वैयक्तिक असते आणि या अवलंबनाला म्हणतात. कंडक्टर R चा विद्युत प्रतिकार… सामान्य स्वरूपात प्रतिकार R = U/I या सूत्राद्वारे शोधला जाऊ शकतो, म्हणजे, कंडक्टरला लागू केलेल्या व्होल्टेजचे गुणोत्तर त्या कंडक्टरमध्ये त्या व्होल्टेजवर उद्भवणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणात असते.

दिलेल्या व्होल्टेजवर वायरमध्ये करंटचे मूल्य जितके जास्त असेल तितका त्याचा प्रतिकार कमी असेल आणि दिलेला विद्युतप्रवाह निर्माण करण्यासाठी वायरला जितका जास्त व्होल्टेज लावावा लागेल तितका वायरचा प्रतिकार जास्त असेल.

प्रतिकार शोधण्याच्या सूत्रावरून, तुम्ही वर्तमान I = U/R व्यक्त करू शकता, या अभिव्यक्तीला म्हणतात. ओमचा कायदा… त्यावरून हे लक्षात येते की वायरचा प्रतिकार जितका जास्त असेल तितका विद्युत प्रवाह कमी होईल.

प्रतिकार, जसा होता, तो विद्युत् प्रवाह रोखतो, विद्युत व्होल्टेजला (वायरमधील विद्युत क्षेत्र) आणखी मोठा प्रवाह निर्माण करण्यापासून प्रतिबंधित करतो. अशा प्रकारे, प्रतिकार विशिष्ट कंडक्टरचे वैशिष्ट्य दर्शविते आणि कंडक्टरला लागू केलेल्या व्होल्टेजवर अवलंबून नाही. जेव्हा उच्च व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा विद्युत् प्रवाह जास्त असेल, परंतु U/I प्रमाण, म्हणजेच, प्रतिरोधक R, बदलणार नाही.

खरं तर, वायरचा प्रतिकार वायरच्या लांबीवर, त्याच्या क्रॉस-सेक्शनल एरियावर, वायरच्या पदार्थावर आणि सध्याच्या तापमानावर अवलंबून असतो. कंडक्टरचा पदार्थ तथाकथित मूल्याद्वारे त्याच्या विद्युत प्रतिकाराशी संबंधित असतो प्रतिकार.

रेझिस्टन्स म्हणजे कंडक्टरच्या सामग्रीचे वैशिष्ट्य दर्शविते, जर अशा कंडक्टरचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र 1 चौरस मीटर आणि 1 मीटर लांबी असेल तर दिलेल्या पदार्थापासून बनवलेल्या कंडक्टरला किती प्रतिकार असेल. 1 मीटर लांबीच्या आणि 1 चौरस मीटरच्या क्रॉस-सेक्शनमधील वायर्समध्ये भिन्न पदार्थ असतात, त्यांना भिन्न विद्युत प्रतिरोधक असतात.

तळ ओळ अशी आहे की कोणत्याही पदार्थासाठी (सहसा असतात धातू, तारा बहुतेकदा धातूपासून बनविल्या जातात म्हणून) ची स्वतःची अणु आणि आण्विक रचना असते. धातूंबद्दल, आपण क्रिस्टल जाळीच्या संरचनेबद्दल आणि मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या संख्येबद्दल बोलू शकतो, ते वेगवेगळ्या धातूंसाठी भिन्न आहे. दिलेल्या पदार्थाचा विशिष्ट प्रतिकार जितका कमी असेल तितका त्याचा बनलेला कंडक्टर विद्युत प्रवाह चालवतो, म्हणजेच ते इलेक्ट्रॉन स्वतःहून चांगले पार पाडते.

चांदी, तांबे आणि अॅल्युमिनियमची प्रतिरोधकता कमी असते. लोह आणि टंगस्टन खूप मोठे आहेत, मिश्रधातूंचा उल्लेख करू नका, त्यापैकी काहींची प्रतिरोधकता शुद्ध धातूंच्या शेकडो पटीने जास्त आहे. डायलेक्ट्रिक्सच्या तुलनेत वायर्समधील फ्री चार्ज कॅरिअर्सची एकाग्रता लक्षणीयरीत्या जास्त असते, म्हणूनच तारांचा प्रतिकार नेहमीच जास्त असतो.

वर नमूद केल्याप्रमाणे, विद्युत प्रवाह चालविण्याची सर्व पदार्थांची क्षमता वर्तमान वाहक (चार्ज वाहक) - मोबाईल चार्ज केलेले कण (इलेक्ट्रॉन, आयन) किंवा अर्ध-कण (उदाहरणार्थ, अर्धसंवाहकातील छिद्र) यांच्या उपस्थितीशी संबंधित आहे. दिलेल्या पदार्थात लांब अंतरावर हलवा, आम्ही फक्त असे म्हणू शकतो की आमचा असा अर्थ आहे की असा कण किंवा अर्धकण दिलेल्या पदार्थामध्ये अनियंत्रितपणे मोठ्या, कमीतकमी मॅक्रोस्कोपिक, अंतरावर प्रवास करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.

वर्तमान घनता जास्त असल्याने, फ्री चार्ज वाहकांची एकाग्रता जितकी जास्त असेल आणि त्यांच्या हालचालीचा सरासरी वेग जितका जास्त असेल तितकी गतिशीलता, दिलेल्या विशिष्ट वातावरणात वर्तमान वाहकाच्या प्रकारावर अवलंबून असते, हे देखील महत्त्वाचे आहे. चार्ज वाहकांची गतिशीलता जितकी जास्त असेल तितका या माध्यमाचा प्रतिकार कमी असेल.

लांब वायरला जास्त विद्युत प्रतिकार असतो. शेवटी, वायर जितका लांब असेल तितके क्रिस्टल जाळीचे अधिक आयन विद्युत् प्रवाह तयार करणार्‍या इलेक्ट्रॉनच्या मार्गावर एकत्र येतात. आणि याचा अर्थ असा आहे की मार्गात इलेक्ट्रॉन्सना जेवढे अडथळे येतात, तितकेच त्यांची गती कमी होते, म्हणजेच ते कमी होते. वर्तमान परिमाण.

मोठा क्रॉस-सेक्शन असलेला कंडक्टर इलेक्ट्रॉनांना अधिक स्वातंत्र्य देतो, जणू ते अरुंद नळीत नाही तर रुंद मार्गाने फिरत आहेत. इलेक्ट्रॉन्स अधिक प्रशस्त स्थितीत अधिक सहजतेने हलतात, विद्युत प्रवाह तयार करतात, कारण ते क्वचितच क्रिस्टल जाळीच्या नोड्सशी आदळतात. त्यामुळे जाड वायरला कमी विद्युत प्रतिकार असतो.

परिणामी, कंडक्टरचा प्रतिकार कंडक्टरच्या लांबीच्या थेट प्रमाणात असतो, तो ज्या पदार्थापासून बनविला जातो त्या पदार्थाचा विशिष्ट प्रतिकार असतो आणि त्याच्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्राच्या व्यस्त प्रमाणात असतो. अंतिम प्रतिकार सूत्रामध्ये या तीन पॅरामीटर्सचा समावेश होतो.

पण वरील सूत्रात तापमान नाही. दरम्यान, हे ज्ञात आहे की कंडक्टरचा प्रतिकार त्याच्या तापमानावर जोरदार अवलंबून असतो. वस्तुस्थिती अशी आहे की पदार्थांच्या प्रतिकारशक्तीचे संदर्भ मूल्य सामान्यतः + 20 ° से तापमानात मोजले जाते. म्हणून, येथे तापमान अद्याप विचारात घेतले जाते. वेगवेगळ्या पदार्थांच्या तापमानासाठी प्रतिरोध संदर्भ तक्ते आहेत.

धातूंचे तापमान वाढल्यामुळे प्रतिरोधकतेत वाढ होते.

याचे कारण असे की जसजसे तापमान वाढते तसतसे क्रिस्टल जाळीचे आयन अधिकाधिक कंपन करू लागतात आणि इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीत अधिकाधिक व्यत्यय आणतात.परंतु इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये, आयन चार्ज घेतात, म्हणून, इलेक्ट्रोलाइटचे तापमान वाढते म्हणून, प्रतिकार, उलट, कमी होतो, कारण आयनांचे पृथक्करण वेगवान होते आणि ते वेगाने फिरतात.

सेमीकंडक्टर आणि डायलेक्ट्रिक्समध्ये, वाढत्या तापमानासह विद्युत प्रतिरोध कमी होतो. याचे कारण असे की बहुतेक चार्ज वाहकांची एकाग्रता वाढत्या तापमानासह वाढते. तपमानाचे कार्य म्हणून विद्युत प्रतिरोधकतेतील बदलास कारणीभूत असलेले मूल्य म्हणतात प्रतिरोधक तापमान गुणांक.